DE3424911C2

DE3424911C2 -

Info

Publication number: DE3424911C2
Application number: DE19843424911
Authority: DE
Inventors: Josef 8070 Ingolstadt De Motzet
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1989-10-26
Also published as: DE3424911A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Eindrehen von Schrauben mit einem selbstfurchenden Gewinde ohne Vorbohren in Werkstücke, mit einem der Gewindesteigung entsprechenden Vorschub-Leitgewinde, mit einer längsverschieblich geführten Aufnahme zum formschlüssigen Einstecken des Schraubenkopfes und einem der Aufnahme gegenüberliegenden Anschluß für eine Drehantriebsvorrichtung.The invention relates to a device for Screwing in screws with a self-tapping Thread without pre-drilling in workpieces, with one of the Thread pitch corresponding feed guide thread, with a longitudinally displaceable receptacle for positive insertion of the screw head and a connection opposite the receptacle for a Rotary drive device.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 32 17 807 bekannt. Mit dieser Vorrichtung lassen sich Schrauben, insbesondere solche mit einem Bohreransatz zur Formung eines Kernloches, eindrehen. Die Schrauben werden durch verschwenkbare Backen, welche mit dem Gewinde der Schraube entsprechenden Innen-Gewindehälften versehen sind, gehalten und geführt. Bedingt durch die Backen können nur relativ lange Schrauben verarbeitet werden. Kurze Schrauben (von etwa 10 bis 20 mm Länge), wie sie z. B. im Fahrzeugbau häufig eingesetzt werden, lassen sich durch die Vorrichtung nicht eindrehen.Such a device is from DE-OS 32 17 807 known. With this device, screws, especially those with a drill bit for shaping a core hole. The screws are through swiveling jaws, which with the thread of the Provide screw corresponding internal thread halves are held and managed. Due to the cheeks only relatively long screws can be processed. Short screws (about 10 to 20 mm in length) like them e.g. B. are often used in vehicle construction do not twist through the device.

Die bekannte Vorrichtung ist außerdem sehr aufwendig und läßt sich aufgrund ihrer großen Abmessungen nicht überall einsetzen. Es besteht auch die Gefahr, daß die beiden in den Backen ausgebildeten Gewindehälften nicht immer genau aufeinander zu bewegt werden können, so daß bedingt durch den Versatz ein Verschneiden der Schraube hervorgerufen wird. Dadurch kann die Oberfläche des Schraubengewindes oder gar das Gewinde selbst beschä digt werden. Bei den relativ langen Gewindeteilen, welche mit der bekannten Vorrichtung ausschließlich einschraubbar sind, mag dies aufgrund der langen Ein schraubtiefe unbedeutend sein; bei kurzen Gewinden kann jedoch eine nicht unbedeutende Reduzierung der Halte kraft eintreten.The known device is also very expensive and cannot be due to their large dimensions use everywhere. There is also a risk that the two threaded halves formed in the jaws not can always be moved towards each other exactly, so that due to the offset, a cutting of the screw is caused. This allows the surface of the Screw thread or even the thread itself be damaged. With the relatively long threaded parts, which with the known device exclusively are screwable, this may be due to the long on screw depth be insignificant; with short threads however, a not insignificant reduction in stops enter force.

Schließlich ist es bei Gewindeschneidmaschinen allge mein bekannt, entsprechend der Steigung des zu schnei denden Gewindes einen Zwangsvorschub vorzusehen. Da beim Schneiden eines Innengewindes jedoch stets eine Bohrung vorhanden ist, ist eine gänzlich andere Wir kungsweise als bei der gattungsgemäßen Vorrichtung gegeben, die ein Eindrehen von Schrauben mit einem selbstfurchenden Gewinde ohne Vorbohren ermöglicht.After all, it is common with threading machines my known to snow according to the slope of the end of the thread to provide a positive feed. There when cutting an internal thread, however, always one Drilling is a completely different we way as in the generic device given a screwing in of screws with a self-tapping thread without pre-drilling.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung zum Eindrehen von Schrauben mit einem selbstfur chenden Gewinde ohne Vorbohren in Werkstücke anzugeben, die einen einfachen Aufbau aufweist, wenig Platz benö tigt und die Verarbeitung selbst sehr kurzer Schrauben ermöglicht.The invention has for its object a Vorrich device for screwing in screws with a self-tapping screw appropriate thread without predrilling into workpieces, which has a simple structure, requires little space and processing even very short screws enables.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.

Die neue Vorrichtung stellt eine kompakte, baulich ein fache Einheit dar, durch welche es möglich ist, ohne vorzubohren sowohl lange, aber insbesondere auch sehr kurze Schrauben in dünne Bleche einzudrehen, wobei stets ein sauberes Gewinde in dem Blech erzeugt wird, so daß eine optimale Haltekraft gegeben ist. Beim Ein drehen der Schraube zieht diese das Blech kraterförmig ein, wodurch ein längeres Gewinde im Blech möglich ist. Beim Einschraubvorgang wird durch den Zwangsvorschub die Spitze der Schraube in das Blech gedrückt und im weiteren Verlauf die Kernbohrung erzeugt, in die sich durch den ununterbrochenen Zwangsvorschub die Schraube selbstfurchend ihr Gewinde formt. Durch den Zwangsvor schub ist ein exaktes Gewindeformen möglich, wobei selbst ein schräges Eindrehen der Schraube festigkeits mäßig ohne Belang ist. Die geschaffene Verbindung ist außerdem hochelastisch, so daß die Ausreißgefahr, wie sie bei bekannten, relativ starren Befestigungen be steht, nicht gegeben ist. Die Vorrichtung ist vorteil haft bei dünnen Blechen einsetzbar, da durch das Ein ziehen des Bleches ein Gewinde von wesentlich größerer Länge als der Blechstärke erzeugt wird.The new device sets a compact, structurally fold unit by which it is possible without predrill both long, but especially very screw short screws into thin sheets, whereby a clean thread is always created in the sheet, so that an optimal holding force is given. When on turning the screw pulls the sheet like a crater which allows a longer thread in the sheet. When screwing in is due to the positive feed the tip of the screw pressed into the sheet and in further course creates the core hole in which itself through the continuous positive feed the screw self-tapping forms its thread. By the compulsory precise thread forming is possible, whereby even tightening the screw at an angle is moderately irrelevant. The connection created is also highly elastic, so that the risk of tearing, like they be with known, relatively rigid attachments stands, is not given. The device is advantageous can be used with thin sheets, because of the one pull the sheet a much larger thread Length as the sheet thickness is generated.

Die neue Vorrichtung umfaßt ein Klammerteil, durch welches das Werkstück gegen die Werkzeugaufnahme ge spannt wird. Dadurch ist die Vorrichtung sehr univer sell und auch mit Handhabungsautomaten einsetzbar. So kann beispielsweise ohne irgendwelche Kraftaufwendung eine Schraube an einem dünnwandigen Blechteil, z. B. einer Fahrzeugkarosserie, eingedreht werden. Bei der Vorrichtung gemäß der DE-OS 32 17 807, die kein Klam merteil aufweist, ist es hingegen erforderlich, daß die Vorrichtung angesetzt und gegen die Spitze der Schraube gedrückt wird. The new device comprises a clamp part, through which ge the workpiece against the tool holder is stretched. This makes the device very versatile sell and can also be used with handling machines. So can, for example, without any effort a screw on a thin-walled sheet metal part, e.g. B. a vehicle body. In the Device according to DE-OS 32 17 807, the no Klam However, it is necessary that the Device attached and against the tip of the screw is pressed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher be schrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the Drawing shown and will be closer below wrote. It shows

Fig. 1 eine Schraube, ein zu befestigendes Bau teil und einen Blechabschnitt, in den die Schraube eingedreht werden soll, Fig. 1 is a screw, to be fixed construction part and a sheet metal section, into which the screw is to be screwed,

Fig. 2 die Teile aus Fig. 1 in der zusammenge fügten Lage, Fig. 2 shows the parts of Fig. 1 in the quantitative together inserted position,

Fig. 3 eine ähnliche Anordnung, bei der jedoch die Schraube nacheinander in zwei Bleche eingedreht ist, und Fig. 3 shows a similar arrangement, but in which the screw is screwed into two sheets one after the other, and

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Erzielung der Ver bindung nach Fig. 2 bzw. 3. Fig. 4 shows a device for obtaining the Ver binding according to Fig. 2 and 3 respectively.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Bleches 5, an dem ein Werkstück 7 mittels einer Schraube 9 befestigt werden soll. Die Schraube 9 weist ein zugespitztes Ende auf, bis zu dem sich auch ihr Gewinde 11 erstreckt. Am anderen Ende trägt die Schraube 9 einen Schrauben kopf 13 mit einem Kreuzschlitz 15. Anstelle des Kreuz schlitzes 15 könnte der Schraubenkopf 13 auch mit einer anderen geläufigen Kopfform versehen sein. Fig. 1 shows a portion of a sheet 5 on which a workpiece 7 is to be fastened by means of a screw 9 . The screw 9 has a tapered end up to which its thread 11 also extends. At the other end, the screw 9 carries a screw head 13 with a cross recess 15 . Instead of the cross slot 15 , the screw head 13 could also be provided with another common head shape.

Fig. 2 zeigt die mittels der Schraube 9 hergestellte Schraubverbindung im Schnitt. Die Schraube ist dabei unter Zwangsvorschub in das ohne eine Bohrung ver sehene Blech 5 eingedreht worden. Bei diesem Vorgang drückt die Spitze der Schraube 9 durch das Blech 5 und erzeugt eine Kernbohrung dadurch, daß sie durch Ein ziehen des Bleches 5 einen ringförmigen Krater 17 er zeugt, an dessen Innenseite durch das selbstfurchende Gewinde 11 der Schraube 9 ein entsprechendes Innenge winde geformt wird. Durch das Einziehen des Bleches ergibt sich eine Gewindelänge, die ein Vielfaches der Stärke des Bleches 5 ist. Fig. 2 shows the screw connection produced by the screw 9 in section. The screw has been screwed under positive feed into the sheet 5 seen without a hole ver. In this process, the tip of the screw 9 presses through the sheet 5 and creates a core hole in that it produces an annular crater 17 by pulling the sheet 5 , on the inside of which the self-tapping thread 11 of the screw 9 forms a corresponding Innenge thread becomes. Pulling in the sheet results in a thread length that is a multiple of the thickness of the sheet 5 .

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung, durch welche die in Fig. 2 oder in Fig. 3 dargestellte Schraubverbindung erzeugt werden kann. Die Vorrichtung umfaßt eine an sich bekannte und deshalb nicht näher dargestellte Schraubeinrichtung 19 mit der Möglichkeit des Rechts- und Linkslaufes. Das antreibende Element der Schraubeinrichtung 19 - hier gebildet durch einen Sechskantstift 21 - wird längsverschieblich in einem Bolzen 23 aufgenommen. An seinem der Schraubeinrichtung 19 abgewandten Ende ist der Bolzen 23 mit einer Klinge 25 versehen, auf die die Schraube 9 aufgesteckt ist. Am Außenumfang des Bolzens 23 ist ein Gewinde 27 vorgesehen, welches in seiner Steigung der Steigung des Gewindes 11 der Schraube 9 genau entspricht. Der Bolzen 23 wird von einer Werkstückaufnahme 29 mit einem Innengewinde 31 umschlossen. Beim Einschalten der Schraubeinrichtung 19 wird bei feststehender Werkstückaufnahme 29 durch die Gewinde 27 bzw. 31 der Bolzen 23 und damit die Schraube 9 gedreht und axial vorgeschoben. FIG. 4 shows a device by means of which the screw connection shown in FIG. 2 or in FIG. 3 can be produced. The device comprises a screwing device 19 known per se and therefore not shown in detail, with the possibility of clockwise and anti-clockwise rotation. The driving element of the screwing device 19 - here formed by a hexagon pin 21 - is accommodated in a bolt 23 so as to be longitudinally displaceable. At its end facing away from the screwing device 19 , the bolt 23 is provided with a blade 25 onto which the screw 9 is attached. A thread 27 is provided on the outer circumference of the bolt 23 , the pitch of which corresponds exactly to the pitch of the thread 11 of the screw 9 . The bolt 23 is enclosed by a workpiece holder 29 with an internal thread 31 . When the screwing device 19 is switched on, the bolt 23 and thus the screw 9 are rotated and axially advanced through the thread 27 or 31 with the workpiece holder 29 stationary.

Das Eindrehen der Schraube 9 in das Blech 5 mittels der vorbeschriebenen Vorrichtung erfolgt in der Weise, daß zunächst die Schraube 9 auf die Klinge 25 des Bolzens 23 aufgesteckt und das Werkstück 7 in die Werkstückaufnahme 29 eingelegt wird. Anschließend wird die Vorrichtung aufgesetzt, die Schraubein richtung 19 eingeschaltet und durch die dadurch erzeugte Rechtsdrehung die Schraube 9 in das Blech 5 eingeschraubt. Bei Anliegen des Schraubenkopfes 13 am Werkstück 7 unter einem vorgegebenen Dreh moment schaltet sich die Schraubeinrichtung 19 ab und die Vorrichtung kann abgenommen werden. Wenn die Schraubeinrichtung 19 abgenommen ist, schaltet sie selbsttätig auf Linkslauf um und bewegt den Bolzen 23 in die Ausgangsstellung zurück.The screw 9 is screwed into the sheet 5 by means of the device described above in such a way that the screw 9 is first placed on the blade 25 of the bolt 23 and the workpiece 7 is inserted into the workpiece holder 29 . The device is then placed on, the screw device 19 is switched on and the screw 9 is screwed into the sheet 5 by the clockwise rotation generated thereby. When the screw head 13 bears against the workpiece 7 at a predetermined torque, the screwing device 19 switches off and the device can be removed. When the screw device 19 is removed, it automatically switches to counterclockwise rotation and moves the bolt 23 back into the starting position.

Die auftretenden Drehmomente während der Blechdurch dringungsphase sind nur ein Bruchteil der vorgegebenen Anzugsdrehmomente, so daß die Schraubeinrichtung 19 nicht vorzeitig abschaltet. Die zum Durchdrücken des Kernloches für die Schraube 9 erforderlichen Kräfte müssen entsprechend aufgebracht bzw. abgestützt werden. Wird die Vorrichtung auf das Blech 5 aufgesetzt, dann können die Gegenkräfte durch das Gewicht der Vor richtung aufgefangen werden, welches wesentlich größer als die Kräfte zum Durchdrücken der Schraube ist. Statt des Gewichts der Vorrichtung kann auch eine Um klammerung 28 Verwendung finden, welche nach Beendigung des Schraubvorganges abgehoben wird, um einen Freigang für den Schraubeinsatz bei seiner Bewegung in umgekehrter Richtung zu schaffen. Bevorzugt kann eine in Fig. 4 mit 30 bezeichnete Ratsche oder ein Freilauf im Bolzen 23 das Zurückbewegen des Bolzens 23 ohne Drehung der Klinge 25 ermöglichen.The torques occurring during the sheet penetration phase are only a fraction of the specified tightening torques, so that the screwing device 19 does not switch off prematurely. The forces required to push the core hole for the screw 9 must be applied or supported accordingly. If the device is placed on the sheet 5 , then the opposing forces can be absorbed by the weight of the device, which is much greater than the forces for pushing through the screw. Instead of the weight of the device, a clipping 28 can also be used, which is lifted after the screwing process is completed, in order to create clearance for the screwing insert during its movement in the opposite direction. A ratchet designated by 30 in FIG. 4 or a freewheel in the bolt 23 can preferably allow the bolt 23 to be moved back without rotating the blade 25 .

Die Vorrichtung kann in verschiedenster Weise einge setzt oder abgewandelt werden, insbesondere im Hin blick darauf, ob Werkstücke aufgenommen werden oder in welcher Art und Weise dies erfolgen soll; wie die Vorrichtung an das Blech herangeführt wird oder wie die auftretenden Kräfte aufgefangen werden.The device can be turned on in many different ways sets or be modified, especially in the outward direction look at whether workpieces are picked up or how this should be done; as the Device is brought up to the sheet or how the forces that occur are absorbed.

In Fig. 3 ist außerdem zu erkennen, daß an der Rück seite des Bleches 5 ein Versteifungsblech 35 durch Punktschweißung befestigt ist. Im Bereich der vorge sehenen Befestigung weist das Versteifungsblech 35 eine Sicke 37 auf. Durch das Versteifungsblech 35 wird eine höhere Ausreißfestigkeit der Schraubver bindung erreicht, da die Schraube nacheinander in zwei Bleche eingedreht wird, wobei in jedem Blech eine größtmögliche Gewindelänge, wie in Fig. 2 gezeigt, erzeugt wird.In Fig. 3 it can also be seen that on the rear side of the plate 5, a stiffening plate 35 is fixed by spot welding. In the area of the provided fastening, the stiffening plate 35 has a bead 37 . Through the stiffening plate 35 , a higher pull-out strength of the screw connection is achieved, since the screw is screwed into two plates one after the other, with the largest possible thread length, as shown in FIG. 2, generated in each plate.

Claims

1.Device for screwing in screws with a self-tapping thread without pre-drilling into workpieces, with a feed lead thread corresponding to the thread pitch, with a longitudinally displaceably guided receptacle for the form-fitting insertion of the screw head and one of the receptacles opposite connection for a rotary drive device, characterized in that that a recording having Direction pin (23) on its peripheral surface at least partially an outer thread (27) with one of the inserted screw corresponding Ge has thread pitch that the bolt (23) is nem external thread in an internal thread (31) of a tool holder (29 ) is guided, and that with the tool holder ( 29 ) interacts with the workpiece ( 5 ) against the base of the tool holder ( 29 ) in the direction of the tip of the screw ( 9 ) to exciting clamping part ( 28 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that for adaptation to different screws / workpieces of the bolt ( 23 ) and / or the tool holder ( 29 ) is easily detachably connected to the rotary drive device ( 19 ).